[發明專利]一類新型黃酮還原酶及其應用

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• 申請號: 202011280203.2
• 申請日: 2020-11-16
• 公開（公告）號: CN114507645A
• 公開（公告）日: 2022-05-17
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 艾博銳克生物科技（山東）有限公司
• 主分類號: C12N9/02
• 分類號: C12N9/02;C12N15/53;C12P17/06
• 代理公司: 上海一平知識產權代理有限公司 31266
• 代理人: 王正君;徐迅

本發明涉及新型黃酮還原酶及其應用，具體地，本發明的黃酮還原酶可催化黃酮類化合物/黃酮醇類化合物還原為二氫黃酮類化合物/二氫黃酮醇類化合物；以及催化二氫黃酮類化合物/二氫黃酮醇類化合物氧化為黃酮類化合物/黃酮醇類化合物。

技術領域

本發明涉及生物技術領域；更具體地，本發明涉及一類新型黃酮還原酶及其應用。

背景技術

人類食物中一類重要的天然產物是黃酮類化合物，它是自然界最普遍的多酚類化合物，廣泛地存在于蔬菜、水果、谷物等植物性食物中。黃酮類化合物在體內和體外實驗中對多種細菌有抑制和殺滅作用，對哺乳動物細胞有抗炎、抗腫瘤、抗氧化的生理活性，對心血管疾病患者更可以作為藥物用于臨床治療。腸道細菌在腸道環境里與黃酮的共存中，長期受到來自黃酮類化合物的抗菌脅迫，進化出了多種能降解黃酮類化合物的酶，使其經過水解、去羥基、還原等化學催化過程，代謝為酚酸等小分子，既解除了黃酮的生物毒性，又將其分解產生的小分子作為細菌的營養。所以，腸道菌對黃酮類化合物的降解，直接影響了黃酮類化合物的生物學活性和生物利用度。

黃酮和黃酮醇是黃酮類化合物的重要成員，以黃酮醇類最為常見，約占黃酮類化合物種類數的三分之一，其次為黃酮類，占總數的四分之一以上。在已知的黃酮類化合物中，以芹菜素最為典型，生理和藥理活性機制得到較充分的研究。

目前負責黃酮降解第一步關鍵反應——C2-C3雙鍵被加氫還原為二氫黃酮的酶基因尚未被發現和鑒定，內在的反應機理也不清楚，這是目前我們認知微生物代謝黃酮類化合物的一處重要空白。

因此本領域迫切需要開發一種能夠催化黃酮/黃酮醇與二氫黃酮/二氫黃酮醇的可逆性的氧化還原反應的酶。

發明內容

本發明的目的在于提供一種能夠催化黃酮/黃酮醇與二氫黃酮/二氫黃酮醇的可逆性的氧化還原反應的酶，并命名為黃酮還原酶(FLR)。

在本發明的另一目的在于提供了不同物種來源的黃酮還原酶的氨基酸序列及其對應的DNA序列信息。

本發明的另一目的在于提供了黃酮還原酶催化的底物和對應的產物信息。

本發明的另一目的在于提供了黃酮還原酶的體外催化體系構建方法和最適催化條件。

本發明的另一目的在于提供了黃酮還原酶的催化特性和酶學參數信息。

本發明第一方面提供了一種分離的黃酮還原酶，所述的黃酮還原酶選自：

(a)氨基酸序列如SEQ ID NO:1所示的多肽；或

(b)將SEQ ID NO:1所示的氨基酸序列經過一個或多個(如1-20個，較佳地1-10個，更佳地1-5個，最佳地1-3個)氨基酸殘基的取代、缺失或添加而形成的，且具有黃酮還原酶活性的由(a)衍生的多肽；或

(c)與SEQ ID NO:1所示的氨基酸序列有至少85％(較佳地至少90％；更佳地至少95％，更佳地，至少98％或99％)的序列相同性，且具有黃酮還原酶活性的由(a)衍生的多肽。

在另一優選例中，所述黃酮還原酶為選自下組的形式：菌體、粗酶液、純酶、粗酶粉、固定化酶、游離酶、發酵液、或其組合。

在一個優選例中，所述的黃酮還原酶活性是指催化黃酮類化合物/黃酮醇類化合物還原為二氫黃酮類化合物/二氫黃酮醇類化合物；以及催化二氫黃酮類化合物/二氫黃酮醇類化合物氧化為黃酮類化合物/黃酮醇類化合物的活性。

在另一優選例中，所述黃酮還原酶催化如下反應：